Diodové ořezávací obvody
Diodové ořezávací obvody jsou elektronické obvody, které využívají diody k omezení nebo řízení amplitudy elektrického signálu. Jedná se o elektrické obvody, které obsahují jednu nebo více diod, které upravují vstupní signály. Výstup závisí jak na směru diody, tak na vstupních signálech. V obvodu níže je dioda směřující dolů zapojena do série s rezistorem R 1 pro omezení kladné poloviny vstupního signálu.
Pracovní princip a klasifikace
Principem práce je v podstatě činnost diod v obvodu. Dioda nevede při napětí nižším než je mezní hodnota 0,7V. Jakmile je překročeno mezní napětí, začne protékat proud a úbytek napětí zůstává na stejné hodnotě. V obráceném stavu se dioda chová jako otevřený obvod a žádný vstupní signál nemůže v tomto stavu projít diodou a odráží se na výstupu, který obchází diodu zapojenou paralelně. Oříznutí napětí může být různého typu. Ty jsou diskutovány níže:
- Clipper pozitivní diody
- Clipper záporných diod
- Clipper kladných a záporných diod
- Clipper s pozitivním předpětím diod
- Clipper záporné diody
- Pozitivní a negativní zaujatost Clipper
- Clipper Zenerovy diody
- Zenerova dioda Full Wave Clipper
Kleště na pozitivní diody
Ořezávací obvod kladné diody selektivně odřízne kladnou polovinu vstupního střídavého signálu. Obvod trimru s kladnou diodou selektivně omezuje kladné půlcykly vstupního signálu, což umožňuje průchod části nad určitou prahovou hodnotou, zatímco zbytek signálu zeslabuje.
Dioda zůstane vypnutá, dokud kladné půlcyklové napětí nepřekročí asi 0,7 V. Poté, co dioda vstoupí do vodivého stavu, bez ohledu na vstupní napětí, je na diodě udržován pokles napětí v propustném směru. Pozitivní půlcyklový tvar výstupní vlny se zdá být plochý. V záporném polovičním cyklu zůstává dioda ve stavu zpětného předpětí a chová se jako otevřený obvod. V důsledku toho se celý vstup signálu objeví na diodě. Tento obvod pouze zeslabuje vstupní signál během kladných půlcyklů. Jakékoli napětí nad +0,7 V bude odpojeno.
Kleště na negativní diody
Oříznutí záporné diody je proces, při kterém se dioda používá k omezení amplitudy signálu odstraněním nebo oříznutím části signálu.
Záporný ořezávací obvod omezuje napětí během záporných půlcyklů. Operační mechanismus je podobný jako u kladného vypínacího obvodu diody, kromě toho, že předpětí diody je obrácené. Záporné napětí je omezeno na -0,7V pomocí záporného vypínacího obvodu. Jakákoli hodnota napětí, která klesne pod tento práh, bude utlumena.
Kleště na pozitivní a negativní diody
Kladné a záporné svorky obvodu jsou součásti obvodu, které mohou omezovat nebo řídit amplitudu elektrického signálu tím, že umožňují průchod pouze určitým kladným nebo záporným proudům, zatímco zbytek snižují nebo potlačují.
Výsledkem kombinace kladných a záporných ořezávacích obvodů je integrovaný ořezávací obvod, který účinně omezuje amplitudu napětí v kladných a záporných obvodech. Diody jsou uspořádány v antiparalelní konfiguraci, jedna je vodivá a druhá nevodivá. V kladném půlcyklu dioda D 1 zapíná a vede a D 2 vypne nebo zůstane otevřená. Při negativní cirkulaci dochází k opačnému procesu. Kladné půlcykly výstupního průběhu vykazují maximální amplitudu +0,7 V, zatímco negativní půlcykly vykazují minimální amplitudu -0,7 V.
Clipper s pozitivním předpětím diod
Kladný cyklus předpětí diody klipr ořezává amplitudu kladných napěťových cyklů v elektrickém signálu. Uspořádání je znázorněno níže:
Účelem výše uvedeného obvodu je omezit napětí nad +0,7+V bias . Přerušovač diody s pozitivním cyklem je obvodový prvek, který selektivně omezuje amplitudu kladných půlcyklů vstupního signálu.
Pokles napětí v propustném směru pouze omezuje napěťový limit nastavený obvody trimování diod. Předpětí se používá v sérii s diodou ke zvýšení startovacího napětí. Katoda diody je udržována na nulovém potenciálu, ale k vytvoření předpětí na anodě je zapotřebí napětí +0,7 V. Proto podmínka dopředného předpětí vyžaduje napětí +0,7+V bias .
Clipper záporné diody
Přerušovač diody se záporným předpětím je běžná konfigurace obvodu používaná k omezení amplitudy vstupního signálu v elektronických systémech.
Napětí s obrácenou polaritou aplikované v sérii s diodou je podobné jako přerušení u diody s kladným předpětím. Proces oříznutí usnadňuje použití zpětného předpětí na diodu, ale dioda vyžaduje vyšší napětí pro předpětí, než kdyby byla nezaujatá. Tento obvod omezuje napětí pod -0,7-V bias .
Clippers pozitivní a negativní zaujatosti
Předpojaté kladné a záporné diody se používají k účinnému snížení kladných i záporných polovin. Předpětí na každé větvi se může lišit v závislosti na konkrétních požadavcích. Tyto diodové klipery fungují v kladné i záporné polovině.
K přerušení dochází při +3,7V a -5,7V pro kladné a záporné obvody při použití prahových hodnot +0,7V a -0,7V.
Clipper Zenerovy diody
Zastřihovač Zenerovy diody je běžnou součástí používanou k omezení amplitudy signálu v elektronických systémech.
Ořezávací obvod vyžaduje vstup předpětí, což zvyšuje jak složitost, tak cenu obvodu. Zenerova dioda funguje stejně jako dioda v uspořádání s dopředným předpětím. Při obráceném předpětí začne Zenerova dioda vést elektřinu poté, co napětí překročí hodnotu Zenerova napětí. Oba cykly jsou trimovány pomocí Zenerovy diody. V záporných cyklech Zenerova dioda pracuje pod tímto poklesem napětí v propustném směru a v kladných cyklech nad Zenerovým napětím (V S ).
Zenerova dioda Full Wave Clipper
Obrázek níže ukazuje full-wave clipper se dvěma Zenerovými diodami. V tomto obvodu jsou oba obvody omezeny Zenerovými diodami se Zenerovým napětím (V S ). Jednoduše řečeno, Z D1 se používá pro omezení kladných půlcyklů na V Z1 a V Z2 , zatímco Z D2 se používá pro omezení záporných půlcyklů na V Z1 a V Z2 .
Závěr
Funkcí obvodu diodového klipru je omezit nebo vyrovnat napětí na určitou mez. Oříznutí nebo úprava úrovně výstupního průběhu závisí jak na vlastnostech vstupního signálu, tak na vlastnostech obvodu.